Dokument: Einfluss reaktiver Sauerstoffspezies auf die Extrazelluläre Matrix der Aortenklappe und assoziierte Zelldifferenzierung
| Titel: | Einfluss reaktiver Sauerstoffspezies auf die Extrazelluläre Matrix der Aortenklappe und assoziierte Zelldifferenzierung | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=65558 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20240506-113308-9 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Polidori, Marco Alexander [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. med. Payam Akhyari [Gutachter] Prof. Stephan Urs Sixt [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Die degenerative Aortenklappenerkrankung (DAVD) hat zunehmenden Einfluss auf unsere
Bevölkerung. Wichtige Risikofaktoren für die Entstehung der DAVD, wie ein hohes Lebensalter, Hypertonie und Rauchen, sind bereits bekannt. Reaktive Sauerstoffspezies (ROS) sind mit der Pathogenese der DAVD assoziiert. Über ihren genauen Mechanismus ist jedoch wenig bekannt. Folgen von oxidativem Stress sind die endotheliale Dysfunktion, die Inflammation, die Proliferation valvulärer Interstitialzellen (Valvular Interstitial Cells VICs), das Remodelling der extrazellulären Matrix (EZM) und die Lipidperoxidation. In unserem Versuchsaufbau etablierten wir ein in vivo Modell, in welchem lokal, ohne systemische Nebeneffekte oxidativer Stress appliziert und dessen Folgen an der Aortenklappe analysiert werden konnten. Für eine adäquate ROS-Induktion verwendeten wir eine photodynamische Reaktion (PDR), die durch in vivo Kombination eines Rotlicht-Lasers mit dem Photosensibilisator (PS) Temoporfin (Foscan ®) erreicht werden konnte. Die Laserfaser wurde, via Arteria carotis communis vor die Aortenklappe männlicher Ratten platziert. Der PS wurde 24 Stunden zuvor präoperativ intravenös appliziert. Die Tiere wurden in drei Gruppen unterteilt. Eine Gruppe erhielt die PDR mit Laser-Bestrahlung und PS-Applikation (ROS-Gruppe). Die erste Kontrollgruppe erhielt die Bestrahlung, in Abwesenheit des PS (Laser-Gruppe). In der zweiten Kontrollgruppe, wurde den Tieren eine inaktivierte Laserfaser zur Aortenklappe vorgeschoben. Die Tiere wurden 0, 8, 84 und 168 Tage nach der Bestrahlung euthanasiert. Um die spezifischen ROS-Effekte auf die Aortenklappe zu detektieren, analysierten wir Veränderungen der EZM-Komponenten, der VIC-Aktivierung, der Lipidperoxidation und der Integrität valvulärer Strukturen. Die explantierten und konservierten Gewebeproben wurden histologisch und immunhistochemisch untersucht. Analysiert wurden Komponenten der EZM, die VIC-Aktivität und die Lipidperoxidation. Zu quantitativen Bestimmung einer potentiell induzierten Herzinsuffizienz wurde ein sandwich enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) hinsichtlich des N-terminalen Endes des Prohormons des brain natriuretic peptide (NT-proBNP) durchgeführt. Wir fanden Lipidinvasionen in allen drei Gruppen. Obwohl hier keine Unterschiede zwischen der ROS- und den Kontrollgruppen gezeigt werden konnten, zeigten sich signifikant höhere Lipid- Signale im Bereich um die Aortenklappe nach 84 und 168 Tagen. Analysen von immunhistochemisch untersuchtem Gewebe zeigten signifikante regionale Mehranreicherungen von MMP-9 als Marker eines EZM-Remodellings in der Bestrahlungs- und den Kontrollgruppen überwiegend in den Aortenklappentaschen. Die weiteren histologischen (Movat Pentachrom) und immunhistochemischen Untersuchungen zeigten jedoch keinen Einfluss von oxidativem Stress auf Komponenten der EZM der Aortenklappe oder Aktivierung von VICs. Ebensowenig konnte IV eine Assoziation zwischen ROS-Exposition und einer nachfolgenden Herzinsuffizienz erkannt werden.Degenerative aortic valve disease (DAVD) has increasing impact on our population. Age, male gender, hyperlipidemia and smoking are already known as main risk factors for DAVD. Though reactive oxygen species (ROS) are associated with DAVD, little is known about specific mechanisms. Aspects of oxidative stress are endothelial dysfunction, inflammation, remodeling of extracellular matrix (ECM), activation of valvular interstitial cells (VICs) and lipidperoxidation. In order to detect specific effects of ROS on aortic valves, we analyzed alterations of ECM components, VIC activation and lipid invasion. For adequate ROS-induction we generated a photodynamic reaction (PDR), combining a red-light laser and the biosensitizer Temoporfin in vivo. Therefore, a laser fiber was operatively placed in front of the aortic valve of male rats. Temoporfin was injected intravenously. Rats were subdivided in three groups: one group exposed to the PDR by laser-irradiation after application of Temoporfin (ROS-group); one control group exposed to laser-irradiation without any application of a biosensitizer (Laser-group) and a sham group, in which a deactivated laser fiber was inserted without any application of a biosensitizer, either. Animals were euthanized 0, 8, 84 and 168 days after irradiation and tissue sample was edited and conserved. Histological and immunohistochemical techniques were used to examine ECM components (collagen, fibrin, elastin, MMP-9), VIC-activation and lipid invasion. For substantiation of N-terminal fragment of the prohormone of brain natriuretic peptide (NT-proBNP), a sandwich enzyme-linked immunosorbent assay was used. We found increased lipid invasion in all groups. Although we couldn´t find differences between irradiation and control group, we detected significantly more lipid signal surrounding the valves, especially after 84 and 168 days. Furthermore, we saw differences in regional dispensations within the aortic valves. Semi-quantitative analyses of immunohistochemical treated tissue revealed significant regional distinction of MMP 9 in aortic valves. We detected higher signals of MMP-9 in aortic valve cusps than in commissure and annulus region in both the irradiation and the control group. Our data show no influences of ROS on ECM components or VIC activation of aortic valves. But we could constitute a higher level of MMP-9 in aortic valve cups compared to the annulus region. This may constitute a generally higher enzyme activity in cusps than in other regions within aortic valves. | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 06.05.2024 | |||||||
| Dateien geändert am: | 06.05.2024 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 27.09.2022 | |||||||
| Datum der Promotion: | 25.03.2023 |
